本文關(guān)鍵詞：微擾方法在衍射光柵分析中的應(yīng)用

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【摘要】：伴隨著科技發(fā)展的日新月異,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在我國國民經(jīng)濟中的地位漸漸凸顯,近年來隨著智能手機,移動互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的使用使得半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)又被推向了新的高潮。隨著集成電路中的芯片尺寸已減小到20nm,人類已經(jīng)進入了一個新信息時代。尺寸減小必將導(dǎo)致芯片集成度增加,因此對微電子測量技術(shù)也提出了新的挑戰(zhàn),近年來由于散射度量術(shù)的諸多優(yōu)點。使得這種測量技術(shù)被廣泛使用,作為一個散射度量術(shù)的重要應(yīng)用,OCD(Optical Critical Dimension,光學(xué)關(guān)鍵尺寸)測量技術(shù)因其無損、方便、高效,日漸受到親睞,并逐漸成為關(guān)鍵尺寸測量和分析領(lǐng)域中的主流技術(shù)。嚴格耦合波分析法(Rigorous Coupled-Wave Analysis,RCWA)是在OCD模擬分析中最常用的算法之一,RCWA在一維衍射光柵的分析中可以完全勝任周期結(jié)構(gòu)的分析計算,但是對于在微電子結(jié)構(gòu)中常見的二維衍射光柵的分析中,其計算時間耗時,占用內(nèi)存較大且較難收斂,尤其在非矩形輪廓的光柵結(jié)構(gòu)分析中,因需要將光柵分成很多小層來計算以得到更加精確的結(jié)論,因此需要耗費更大的內(nèi)存和計算時間。本文通過微擾算法(Perturbation Method,PM)和RCWA的結(jié)合,深入研究了這種改進的RCWA方法的理論依據(jù),并分析了利用微擾法與S矩陣分析法(Scattering Matrix Method)相結(jié)合的方法,使得微擾法的實用性有所提高。深入研究微擾算法在一維非矩形光柵和二維簡單階躍折射率結(jié)構(gòu)光柵的應(yīng)用及實現(xiàn),并基于該算法編寫軟件對結(jié)果進行模擬,在一維光柵中不再僅僅局限于梯度較小的光柵,通過增加精確求解特征值成功將微擾法應(yīng)用于高度較高且梯度較大的光柵中。因為微擾法可以有效避免多次求解特征值和特征矢量,因此計算效率高于RCWA的計算效率,這種優(yōu)勢尤其是在二維光柵的分析中,在二維光柵的研究過程中也得到了較好的結(jié)果,即在達到精確度的前提下,有效的提高了RCWA方法的計算效率。本文中提到的微擾方法不應(yīng)僅局限于文中提到的光柵結(jié)構(gòu),還可將其應(yīng)用于其他周期結(jié)構(gòu)的分析中,尤其是對于時效性要求較高的應(yīng)用,在工程誤差要求范圍內(nèi)都是可以應(yīng)用微擾法進行研究的。
【關(guān)鍵詞】：光柵 微擾法 衍射 RCWA
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH74
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究工作的背景與意義10-12
• 1.1.1 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)計量技術(shù)的發(fā)展10-11
• 1.1.2 散射度量術(shù)綜述11-12
• 1.2 周期結(jié)構(gòu)的衍射模擬算法綜述12-14
• 1.3 本文的研究內(nèi)容和意義14
• 1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排14-16
• 第二章 嚴格耦合波分析法在光柵衍射分析中的應(yīng)用16-37
• 2.1 嚴格耦合波分析法在一維光柵分析中的應(yīng)用16-24
• 2.1.1 研究模型16-17
• 2.1.2 TE偏振17-20
• 2.1.3 TM偏振20-21
• 2.1.4 任意偏振21-24
• 2.2 一維多層結(jié)構(gòu)24-27
• 2.3 嚴格耦合波分析法在二維光柵分析中的應(yīng)用27-36
• 2.3.1 研究模型27
• 2.3.2 入射光波27-29
• 2.3.3 耦合波方程29-32
• 2.3.4 反射率的計算32-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 第三章 微擾方法的基本原理37-46
• 3.1 微擾法在RCWA中的應(yīng)用37-42
• 3.1.1 研究模型37-38
• 3.1.2 特征值問題的簡化38-40
• 3.1.3 微擾法求解光柵問題40-42
• 3.2 微擾改進算法分析42-45
• 3.3 本章小結(jié)45-46
• 第四章 結(jié)合RCWA的微擾算法的電磁模擬46-60
• 4.1 一維光柵中微擾法的實現(xiàn)46-55
• 4.1.1 衍射效率與梯形角度變化的關(guān)系47-51
• 4.1.1.1 精確求解兩次特征值47
• 4.1.1.2 精確求解四次特征值47-48
• 4.1.1.3 二級近似48-49
• 4.1.1.4 色散介質(zhì)49-51
• 4.1.2 衍射效率與梯形高度變化的關(guān)系51-54
• 4.1.3 微擾方法的省時效率54-55
• 4.2 二維光柵中微擾法的實現(xiàn)55-59
• 4.2.1 研究模型55
• 4.2.2 衍射效率與二面角的關(guān)系55-57
• 4.2.2.1 衍射效率隨二面角變化55-56
• 4.2.2.2 色散介質(zhì)56-57
• 4.2.3 微擾法的省時效率57-59
• 4.2.3.1 增加精確求解特征值的次數(shù)57-59
• 4.2.3.2 省時效率和截斷階數(shù)的關(guān)系59
• 4.3 本章小結(jié)59-60
• 第五章 總結(jié)與展望60-61
• 致謝61-62
• 參考文獻62-65

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1 方明月;段永遠;諶夏;彭姝慧;蒲利春;;非線性光柵器件[J];重慶工學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年03期

2 王聰;張軍偉;杜麗;周海;;光柵拼接技術(shù)研究進展[J];激光與光電子學(xué)進展;2011年08期

3 盧中堯;;用可控光學(xué)透明光柵記錄全息檔案信息[J];激光與光電子學(xué)進展;1984年02期

4 李德輝;;一種不用透鏡的簡單光柵結(jié)構(gòu)[J];計量技術(shù);1981年08期

5 楊敬曾;;圓盤徑向輻射光柵的簡易調(diào)整方法[J];航空工藝技術(shù);1985年10期

6 潘星辰,莊松林;用總極值方法進行零位光柵結(jié)構(gòu)的最優(yōu)設(shè)計[J];儀器儀表學(xué)報;1988年01期

7 趙鷺明,王立軍;光柵制備工藝的新進展[J];光學(xué)技術(shù);2001年05期

8 安飛;苑偉政;喬大勇;;微型可編程光柵實現(xiàn)光譜模擬的方法研究[J];光學(xué)儀器;2007年02期

9 焦焱;劉林華;;結(jié)構(gòu)異化對二重光柵輻射特性影響[J];工程熱物理學(xué)報;2014年02期

10 張玉濤;宣益民;;金屬/介質(zhì)/金屬光柵結(jié)構(gòu)強化吸收特性[J];工程熱物理學(xué)報;2014年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉恒彪;王占山;;納米光柵結(jié)構(gòu)長度標準研制[A];大珩先生九十華誕文集暨中國光學(xué)學(xué)會2004年學(xué)術(shù)大會論文集[C];2004年

2 耿康;陳新榮;吳建宏;;用衍射效率的光譜分布判斷多層介質(zhì)膜光柵掩膜形貌[A];大珩先生九十華誕文集暨中國光學(xué)學(xué)會2004年學(xué)術(shù)大會論文集[C];2004年

3 白昱;金玉;劉岳峰;馮晶;孫洪波;;光柵微結(jié)構(gòu)提高有機電致發(fā)光器件光取出效率的研究[A];全國第15次光纖通信暨第16屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

4 李術(shù)新;梁東;邢岐榮;徐世祥;郎利影;田震;柴路;王清月;;零級深度金屬光柵對太赫茲波透過特性的理論研究[A];光電技術(shù)與系統(tǒng)文選——中國光學(xué)學(xué)會光電技術(shù)專業(yè)委員會成立二十周年暨第十一屆全國光電技術(shù)與系統(tǒng)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

5 曹召良;盧振武;李鳳有;孫強;;亞波長周期結(jié)構(gòu)光柵的制作工藝和理論關(guān)系研究[A];2002年中國光學(xué)學(xué)會年會論文集[C];2002年

6 成希革;黃吉發(fā);尹振宇;李雪玲;;內(nèi)置多葉光柵集成[A];第八屆全國醫(yī)用加速器學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2009年

7 楊德興;王海濱;趙建林;張鵬;郭夏銳;;層狀多重體全息光柵的研究[A];中國光學(xué)學(xué)會2006年學(xué)術(shù)大會論文摘要集[C];2006年

8 周常河;;低密度光柵的飛秒信息處理技術(shù)[A];2006年全國強場激光物理會議論文集[C];2006年

9 閔長俊;焦小瑾;王沛;明海;;表面有凹槽的亞波長金屬光柵結(jié)構(gòu)中光的透射現(xiàn)象的研究[A];光子科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化——長三角光子科技創(chuàng)新論壇暨2006年安徽博士科技論壇論文集[C];2006年

10 賴建軍;梁華鋒;王彬;翟小鋒;;基于金屬/介質(zhì)/金屬光柵的窄帶紅外發(fā)射/吸收結(jié)構(gòu)設(shè)計[A];中國光學(xué)學(xué)會2010年光學(xué)大會論文集[C];2010年

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1 通訊員　 周曄 記者　 李雪林;0.1秒干完10分鐘的活[N];文匯報;2007年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蔡文亮;基于復(fù)合正交雙頻光柵的傅里葉變換輪廓術(shù)[D];北京交通大學(xué);2008年

2 陳偉;大口徑陣列光柵拼接誤差控制技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2012年

3 王麗;液晶電控光柵研究[D];電子科技大學(xué);2006年

4 唐怡超;超結(jié)構(gòu)波導(dǎo)光柵設(shè)計與制備[D];華中科技大學(xué);2011年

5 王勇;波導(dǎo)光柵耦合器設(shè)計及其光全息聚合制作的初步研究[D];山東大學(xué);2007年

6 耿康;多層介質(zhì)膜光柵掩膜形貌特性的研究[D];蘇州大學(xué);2004年

7 孫朋;用于可見光偏振成像的亞波長金屬偏振光柵的研究[D];蘇州大學(xué);2011年

8 夏丁福;激光干涉光刻制備納米尺度光柵[D];南京大學(xué);2012年

9 于克東;基于表面電磁波激發(fā)的表面光柵熱輻射技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2007年

10 邵士茜;硅基集成光柵耦合器及其偏振無關(guān)特性研究[D];華中科技大學(xué);2011年

，

本文編號：796502